操作系统：进程描述与控制详解

"操作系统教学课件：第2章 进程的描述与控制.ppt" 在操作系统中，进程是核心概念之一，它代表了程序在系统中的动态执行实体。本教学课件主要围绕进程的描述与控制展开，分为以下几个部分进行讲解： 1. 前驱图和程序执行 - 前驱图（有向无循环图，DAG）是一种用来表示程序或进程之间依赖关系的图形结构。例如，节点可以代表语句、程序段或进程，而边则表示前后执行的顺序。直接前趋和直接后继关系描述了指令或进程的执行顺序。 2. 程序顺序执行 - 在单处理机环境下，程序按照固定的顺序执行，具有顺序性、封闭性和可再现性。这意味着每次执行结果相同，因为没有其他程序同时影响它。 3. 程序并发执行 - 当多个程序在同一时刻或几乎同一时刻执行时，称为并发执行。并发性带来了间断性，即程序执行可能在任何时候被打断；失去封闭性，因为资源可能被其他并发执行的程序共享；以及不可再现性，由于系统调度的不确定性，同样的程序并发执行可能产生不同的结果。程序并发执行需要满足Bernstein条件，以确保数据的一致性。 4. 进程的描述 - 进程定义为程序的一次执行实例，包括程序和相关数据，是系统资源分配和调度的基本单元。与静态的程序相比，进程是一个动态的概念，因为它在运行过程中可以经历创建、就绪、运行、等待和终止等状态。 5. 进程同步 - 进程同步是控制多个并发进程协调执行的一种机制，确保它们能够正确地共享资源和交互。经典进程同步问题包括哲学家就餐问题、生产者消费者问题、读者写者问题等，这些问题通常通过信号量、管程、事件标志等同步工具来解决。 6. 经典进程同步问题 - 这些问题展示了在并发环境下如何避免死锁和饥饿等问题，确保进程之间的正确协调。例如，哲学家就餐问题中，需要防止所有哲学家同时拿起筷子导致饿死的情况。 本课件深入浅出地介绍了进程的基本概念、并发执行的特性以及进程同步的重要性，对于理解和掌握操作系统中的并发控制原理具有重要的意义。学习者可以通过这些内容更好地理解操作系统的内核机制，为后续学习如进程通信、死锁预防和资源分配等内容打下坚实基础。